Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Скамрова Галина Борисовна

Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека
<
Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Скамрова Галина Борисовна. Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека: диссертация ... кандидата биологических наук: 03.01.02 / Скамрова Галина Борисовна;[Место защиты: Воронежский государственный университет].- Воронеж, 2014.- 203 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Биофизические аспекты действия слабого микроволнового излучения на клеточном уровне 12

1.1. Влияние неионизирующего микроволнового излучения малой интенсивности на клеточные и субклеточные структуры 13

1.2. Возможные механизмы воздействия электромагнитного излучения на клеточные структуры 22

1.3. Биологическое действие ароматических биологически активных соединений 26

1.4. Комбинированное воздействие электромагнитного излучения и биологически активных соединений на живые организмы. 31

1.5. Заключение 35

Глава 2. Материалы и методы 37

2.1. Объекты экспериментальных исследований 37

2.2. Метод определения состояния хроматина в клетках буккального эпителия человека 43

2.3. Метод внутриклеточного электрофореза клеточных ядер 44

2.4. Метод определения проницаемости клеточных мембран 50

2.5. Биолюминесцентный тест на основе морских светящихся бактерий 51

2.6. Методы воздействия электромагнитными полями на клетки человека 52

2.7. Метод воздействия биологически активных соединений на клетки человека 55

2.8. Метод спектрофотометрии 58

2.9. Методы статистической обработки данных 58

Глава 3. Влияние микроволнового излучения малой интенсивности на состояние хроматина и мембраны клеток буккального эпителия человека 60

3.1. Введение 60

3.2. Влияние излучения мобильного телефона на состояние хроматина и мембраны клеток буккального эпителия человека 62

3.3. Влияние электромагнитного излучения на частоте беспроводной связи WiMAX (3.7 ГГц) на состояние хроматина и мембраны клеток буккального эпителия человека 71

3.4. Влияние электрической и магнитной составляющей электромагнитного излучения на состояние хроматина и проницаемость мембран клеток буккального эпителия человека 79

3.5. Общие представления о механизме нетеплового действия электромагнитного излучения на клетки буккального эпителия человека 86

3.6. Влияние побочных факторов эксперимента на состояние хроматина и проницаемость мембран клеток буккального эпителия человека 87

3.7. Заключение 91

Глава 4. Комбинированное действие электромагнитного излучения и биологически активных соединений на состояние ядра и хроматина клеток буккального эпителия человека 94

4.1. Введение 94

4.2. Индивидуальное действие биологически активных соединений на клетки буккального эпителия человека 95

4.3. Индивидуальное влияние слабого электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на состояние хроматина и ядер клеток буккального эпителия человека 101

4.4. Комбинированное воздействие слабого электромагнитного излучения миллиметрового диапазона и биологически активных соединений на состояние хроматина и ядер клеток буккального эпителия человека 103

4.5. Заключение 110

Глава 5. Комбинированное действие биологически активных соединений на состояние ядра и хроматина клеток буккального эпителия человека 112

5.1. Введение 112

5.2. Общие представления о механизмах комбинированного действия ДНК-интеркаляторов 113

5.3. Комбинированное действие биологически активных соединений на состояние ядра и хроматина клеток буккального эпителия человека 115

5.4. Анализ результатов комбинированного действия биологически активных соединений с точки зрения теории интерцепторного и протекторного действия 124

5.5. Индивидуальное и комбинированное действие биологически активных соединений на биолюминесценцию культуры светящихся бактерий P. leiognathi Sh1 134

5.6. Заключение 140

Выводы 143

Список использованных источников

Возможные механизмы воздействия электромагнитного излучения на клеточные структуры

Немногочисленные исследования посвящены воздействию радиочастотного (РЧ) излучения на структуру и функции биологических макромолекул, таких как белки или ДНК. Впервые в 1968 году была выдвинута гипотеза, что поглощенная биополимерами энергия излучения может изменять их структуру и, возможно, биологическую функцию [122].

Начиная с 1980х годов, была проведена серия исследований на выделенной ДНК в растворе, продемонстрировавших частотно-зависимое поглощение ЭМИ плазмидной ДНК или образование разрывов ДНК в растворе, облученном РЧ ЭМИ [103, 104, 224, 258]. Тем не менее, последующие исследования опровергли данные выводы [119, 124]. Наиболее вероятно, что разрывы ДНК возникли вследствие образования свободных радикалов из-за использовании медных электродов и, следовательно, присутствия ионов меди в растворе, но не из-за прямого воздействия ЭМИ [225].

С момента внедрения беспроводных коммуникационных систем возможность того, что РЧ ЭМИ может влиять непосредственно на ДНК, стала предметом многочисленных исследований. Если будет доказано, что воздействие слабого ЭМП может привести к генетическим нарушениям, это, несомненно, будет указывать на потенциальный риск такого излучения для человека.

В эксперименте на бактерии Escherichia coli [93] было обнаружено, что количество копий плазмид на клетку не менялось при облучении на частотах 9450 и 2450 МГц в течение часа. Также не было выявлено негативного влияния 900 МГц ЭМИ на изменчивость и репарацию ДНК E. coli в работе [47], напротив, в данной работе был обнаружен протекторный эффект, который авторы приписали улучшению эффективности системы репарации. На основе экспериментов на Salmonella typhimurium и E. coli [77] был сделан вывод, что РЧ излучение на частоте 835 МГц и мощности 4 Вт/кг в течение 48 часов не влияет ни на количество мутаций ДНК, ни на скорость её деградации in vitro. Однако группой исследователей кафедры биофизики, радиационной физики и экологии МИФИ под руководством И.Я. Беляева был обнаружен эффект миллиметровых волн (51.64-51.87 ГГц) на конформацию хроматина в E. coli с помощью метода аномальной временной зависимости вязкости (АВЗВ) [53].

Серия работ Лаи и Сингха вызвала массу споров и обсуждений в научном сообществе и широкой общественности [155-157, 159, 161, 196]. Авторы провели большое количество исследований in vitro с использованием метода гель электрофореза изолированных клеток (метод ДНК-комет) на клетках грызунов и человека. Большинство исследований показали, что микроволновое излучение на частоте 2450 МГц приводило к увеличению количества одно- и двухцепочечных разрывов ДНК. В работе [197] было продемонстрировано, что различные виды РЧ сигналов (iDEN с частотой 813 МГц и TDMA с частотой 836 МГц и уровнями SAR (англ. аббр.: Specific Absorption Rate - удельный коэффициент поглощения электромагнитного излучения организмом человека) 2.4–26 мВт/кг) в зависимости от уровня SAR приводили либо к увеличению, либо к уменьшению количества повреждений в ДНК Molt-4 Т-лимфобластоидных клеток. Однако, излучение с частотами 847.74 – 813.56 MГц при тех же значениях SAR, что и в предыдущей работе, не приводило к изменению уровня повреждения ДНК и не влияло на индукцию апоптоза в Molt-4 Т-лимфобластоидных клетках в работе [139].

Другие зафиксированные эффекты действия ЭМИ были опубликованы в работах [100, 229, 261]. РЧ воздействие ЭМП (1800 МГц; SAR 1.2 или 2 Вт/кг) в течение 16 ч индуцировало одно- и двунитевые разрывы ДНК [100]. При более длительных временах облучения радиочастотные сигналы с SAR, равным 5 Вт/кг, вызывали повреждения хромосом в лимфоцитах человека. Действие излучений на четырех различных частотах (в диапазоне 837-1909.8 МГц) в течение 24 часов со значением SAR от 5 до 10 Вт/кг привело к существенному и высокоповторяемому увеличению количества лимфоцитов с микроядрами [261]. ЭМП с частотой 1950 МГц, согласно анализу ДНК комет, увеличивали количество повреждений ДНК и частоту центромерно-отрицательных микроядер в культуре фибробластов человека в зависимости от времени и дозы облучения [229]. Однако, экспериментальная методика, используемая для оценки ДНК комет, была подвержена резкой критике. Повторное исследование при 1800 МГц ЭМИ непрерывного или периодического воздействия было частично представлено в работе [253]. Авторы использовали ту же культуру клеток (фибробласты человека ES1), то же оборудование и условия облучения, что и в работе [229], но не обнаружили никакого эффекта. Они также повторили этот эксперимент с клетками китайского хомячка V79, но не обнаружили генотоксичекого эффекта при анализе результатов метода ДНК-комет и микроядерного теста. Методом АВЗВ было показано, что ЭМП влияют на изменение конформации хроматина в различных типах клеток, включая лимфоциты человека [49, 51, 52, 125, 190]. Авторы полагают, что, несмотря на то, что результаты работ [155-157, 159, 161] интерпретировались как доказательство возникновения двунитевых разрывов ДНК, другое объяснение, основывающееся на изменении конформации хроматина вследствие отклика на стресс, также вполне возможно [50]. Объясняется это тем, что метод ДНК-комет чувствителен как к двойным разрывам ДНК, так и к релаксации петель ДНК из-за однонитевых разрывов [50, 89], а также разрывов цепи ДНК, имеющих место при транскрипции и репликации [265].

На примере клеток буккального эпителия человека профессором Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина Ю.Г. Шкорбатовым и соавторами было продемонстрировано, что микроволновое излучение нетепловой интенсивности приводит к увеличению числа гранул гетерохроматина в ядрах клеток [3, 30, 245, 246]. Также ЭМИ микроволнового диапазона оказывало значительное влияние на электрокинетические свойства клеточных ядер [30, 238, 244, 246]. Авторы связали обнаруженные эффекты с изменением функциональной активности клеточного ядра как реакции на внешнее воздействие в виде ЭМИ.

Биолюминесцентный тест на основе морских светящихся бактерий

В предыдущем подразделе была проанализирована временная зависимость реакции клеток на ЭМИ с использованием двух уровней SAR. Однако, как было сказано выше, уровень SAR мобильного телефона не всегда соответствует его фактической мощности и может зависеть от множества сторонних факторов. Данное исследование было проведено с целью определения влияния микроволнового излучения на частоте беспроводной связи мобильного WiMAX (3.7 ГГц) на состояние функциональной активности хроматина и клеточных мембран, а также выявления закономерностей в отклике клеток на ЭМИ с различной мощностью и временем экспозиции. Беспроводная технология WiMAX оперирует в диапазоне частот 1.5-11 ГГц, однако в данном исследовании была выбрана частота 3.7 ГГц, которая является одной из наиболее востребованных и интересуют почти всех крупных операторов, в том числе и мобильной связи [80, 83].

Согласно санитарным нормам Украины, гранично-допустимый уровень ЭМИ составляет 2.5мкВт/см2 и является одним из самых строгих (для сравнения: в России и Венгрии - 10 мкВт/см2, в Скандинавии – 100 мкВт/см2) [15]. Исходя из этих данных, нами был установлен диапазон экспериментальных мощностей ЭМИ, соответствующий существующим санитарным нормам. Также, учитывая результаты предыдущего подраздела, где для большинства доноров при облучении более 10 мин наблюдается насыщение параметра КГГ, а также пик и спад показателя ОКИ, интерпретируемые как адаптация клеток к действию ЭМИ, в данном исследовании нами не будут рассматриваться времена экспозиции, превышающие 10 мин. 3.3.1. Изменение состояния хроматина под действием электромагнитного излучения на частоте 3.7 ГГц

Исследования проводились на клетках пяти доноров: трех доноров мужского пола разного возраста: донор А – 35 лет, В – 25 лет, С – 24 года, и двух доноров женского пола: донор D – 22 года, E – 54 года.

Облучение образцов производилось при трех значениях плотности потока мощности на поверхности облучаемого объекта: 40 мкВт/см2, 10 мкВт/см2, 2.5 мкВт/см2. Продолжительность облучения составляла 0.5, 1, 5 и 10 мин. Метод определения параметра КГГ подробно описан в главе 2.

Результаты исследований для пяти доноров представлены на гистограммах, приведенных ниже (рис. 3.3), в виде зависимости роста показателя КГГ от плотности потока мощности излучения, а также в таблице А.3 Приложения A. На рис. 3.3 приведены значения роста показателя КГГ ± погрешность.

Как следует из приведенных гистограмм, ни при одном значении плотности потока мощности для доноров не наблюдается закономерностей в характере изменения показателя КГГ в зависимости от времени экспозиции. Это может быть связано с тем, что исследование клеток одного донора занимало более одного дня и требовало отбора нового образца для каждого этапа эксперимента. Таким образом, в наблюдаемый эффект могли внести вклад факторы, такие как физическое и эмоциональное состояние донора, температурные флуктуации и т.п., контролировать которые в рамках эксперимента не представлялось возможным.

В противоположность фактору времени экспозиции, практически для всех доноров и времен экспозиции наблюдаются схожие закономерности в отклике клеток на ЭМИ в зависимости от мощности излучения, а именно статистически значимое возрастание параметра КГГ с увеличением плотности потока мощности. Исключением является донор В, где при 10 минутном облучении наблюдаемый эффект не зависит от мощности. Рисунок 3.3. Влияние электромагнитного излучения на частоте 3.7 ГГц на показатель роста количества гранул гетерохроматина (КГГ) для доноров А – Е Согласно t-тесту Стьюдента, при 0.5 мин экспозиции у донора А и при 5 мин у донора В и плотности потока мощности, равной 2.5 мкВт/см2, показатели КГГ не отличаются от соответствующих контрольных значений, однако в большинстве случаев при данной минимальной мощности облучения изменение показателя КГГ относительно контроля является статистически значимой величиной. Следовательно, нижнее пороговое значение мощности излучения, при котором ещё не наблюдается гранулирования хроматина под действием ЭМИ на частоте 3.7 ГГц, не превышает плотности потока мощности 2.5 мкВт/см2.

Таким образом, полученные результаты подтверждают сделанный в предыдущем подразделе вывод о том, что одним из откликов клетки на действие ЭМИ является конденсация хроматина.

Имеет место наличие значительного эффекта ЭМИ микроволнового диапазона рабочей частоты WiMAX 3.7 ГГц при плотностях потока мощности от 2.5 до 40 мкВт/см2 на клетки человека, проявившегося в увеличение показателя КГГ, что связывают с уменьшением функциональной активности хроматина и клетки в целом [169, 259].

Исследования проводились на клетках пяти доноров: трех доноров мужского пола разного возраста: донор А – 35 лет, В – 25 лет, С – 24 года, и двух доноров женского пола: донор D – 22 года, E – 54 года.

Облучение образцов производилось при пяти значениях плотности потока мощности на поверхности облучаемого объекта: 40 мкВт/см2, 20 мкВт/см2, 10 мкВт/см2, 2.5 мкВт/см2 и 1.25 мкВт/см2. Продолжительность облучения составляла 0.5, 1, 5 и 10 мин. Состояние мембраны определялось методом окрашивания клеток раствором индигокармина. Данные эксперимента по облучению клеток пяти доноров на частоте WiMAX – 3.7 ГГц, представлены на рис. 3.4 (приведены значения роста показателя ОКИ ± погрешность).

Как будет показано ниже, выраженной закономерности в характере зависимости ОКИ от времени, так же как и в зависимости КГГ, приведенной выше, для этого типа излучения обнаружено не было, поэтому наиболее наглядным является представление результатов в виде зависимости ОКИ от плотности потока мощности. Специфика проведения данного типа эксперимента для разных мощностей излучения требовала отбора разных контрольных образцов. В этом случае ОКИ уже не является однозначным показателем наблюдаемых эффектов, и более информативным является отображение результатов в виде зависимости роста показателя ОКИ (исходные данные приведены в таблице А.4 Приложения А).

Как следует из рис. 3.4, рост ОКИ демонстрирует одинаковый характер зависимости от мощности для всех времен экспозиции и для всех доноров, проявляющийся в виде начального возрастания а, затем, спада, достигающего экстремума в диапазоне плотностей потока мощности 2.5…10 мкВт/см2; при этом, согласно t-тесту, мощность 1.25 мкВт/см2 является пороговой, начиная с которой эффект действия ЭМИ на проницаемость мембран приобретает статистическую значимость.

В то же время, как было показано выше, при тех же условиях облучения пика грануляции хроматина клеток буккального эпителия по мере увеличения плотности потока мощности обнаружено не было. По-видимому, здесь может иметь место эффект восстановления мембраны после действия ЭМИ, показанный в работах [192, 233], и не проявляющийся на хроматине. Необходимо, однако, указать на результаты работы [234], в которой пик показателя КГГ был все же зафиксирован, однако при этом использовалось широкополосное импульсное излучение с мощностью, варьируемой от 10-6 до 10-2 Вт/см2 и временем облучения 10 секунд.

Влияние электромагнитного излучения на частоте беспроводной связи WiMAX (3.7 ГГц) на состояние хроматина и мембраны клеток буккального эпителия человека

Как уже отмечалось выше, действие ЭМИ и БАС по отдельности на клетки буккального эпителия характеризуется снижением функциональной активности хроматина и клеточных ядер в целом. Однако при совместном действии миллиметрового излучения и ароматических препаратов наблюдается синергетический протекторный эффект, т.е. снижение гранулирования хроматина и увеличение процента ЭОЯ. Следовательно, подобно исследуемым препаратам, ЭМИ, по-видимому, действует непосредственно на ДНК в клетке, что согласуется с обсуждением результатов, представленных выше. При этом важно отметить, что БАС и ЭМИ проявляют схожий эффект по отдельности на состояние хроматина и ядра, следовательно, механизмы их действия могут работать по принципу взаимоподавления, т.е. либо ЭМИ защищает клетки от генотоксического действия рассмотренных в данной работе БАС, либо ароматические ДНК-интеркаляторы экранируют действие ЭМИ.

Качественно подобное явление наблюдалось группой ученых из Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины. Изучение биологических эффектов излучения при действии стрессового фактора в виде фунгицидных антибиотиков на клетки различных культур дрожжей позволило авторам выявить протекторный характер влияния слабого ЭМИ, который проявляется в повышении устойчивости микроорганизмов к действию антибиотиков при предварительном облучении [87, 217, 284]. Более того, подобная защитная роль слабого ЭМИ разных диапазонов частот уже упоминалась ранее в ряде работ, к примеру [54, 215].

Таким образом, в настоящей работе впервые на непролиферирующих клетках буккального эпителия человека обнаружен протекторный эффект при взаимодействии низкоинтенсивного ЭМИ миллиметрового диапазона и ароматических БАС. К сожалению, основываясь только лишь на полученных результатах, выявить молекулярный механизм наблюдаемого эффекта пока не представляется возможным.

Комбинированное действие электромагнитного излучения с С60 фуллереном и CAF на состояние хроматина и ядер клеток буккального эпителия человека

В контексте обнаруженного взаимоподавления эффектов действия ЭМИ и ДНК-связывающихся препаратов, важным является вопрос о возможном взаимодействии ЭМИ с С60 фуллереном и CAF, которые, как было продемонстрировано выше, не оказывают видимого эффекта на хроматин в отсутствие излучения.

Как следует из приведенных на рис. 4.5 гистограмм (указаны средние значения показателей ± стандартная ошибка среднего), С60 фуллерен и CAF оказывают протекторное действие, схожее с тем, что наблюдалось для DOX, EB и PF, то есть наблюдается восстановление КГГ при облучении клеток в присутствии данных веществ. Числовые значения показателей и результаты t-теста Стьюдента представлены в таблице Б.3 в Приложении Б.

Рисунок 4.5. Изменение количества гранул гетерохроматина и электроотрицательности ядер в клетках буккального эпителия человека при комбинированном воздействии С60 фуллерена/CAF и электромагнитного излучения; - значения, достоверно отличающиеся от показателей для облученного образца

Наличие протекторного действия как у CAF, так и у ДНК-несвязывающегося С60 фуллерена, указывает на то, что механизм протекторного эффекта ДНК-связывающихся препаратов DOX, EB и PF, обнаруженный выше, может быть не связан (или лишь частично связан) с их непосредственным комплексообразованием с ДНК. В этом контексте следует напомнить результат подраздела 3.6.1, в котором было показано, что облученный ЭМИ буферный раствор в отсутствии препаратов может индуцировать изменение в структуре хроматина. Можно предположить, что механизм наблюдаемого протекторного эффекта исследуемых препаратов в присутствии ЭМИ связан с их взаимодействием с водной средой.

Дополнительное подтверждение данному предположению может следовать из ответа на вопрос – влияет ли ЭМИ на параметры связывания препаратов с ДНК? Для ответа на данный вопрос были исследованы изменения оптических плотностей растворов DOX/EB/PF с ДНК тимуса теленка. Концентрации препаратов, используемые в данном эксперименте, представлены в табл. 4.2. В кювету помещалось 3 мл раствора Препарат-ДНК в фосфатном буфере, и снимался спектр в диапазоне 350-600 нм. В кювету сравнения помещался буферный раствор. Затем исследуемый раствор помещался в пробирку типа Eppendorf и облучался в течение 10 мин на частоте 3.7 ГГц и плотности потока мощности 40 мкВт/см2. Облученный раствор возвращался в кювету и снимался второй спектр. Полученные результаты представлены на рис. 4.6.

Комбинированное воздействие слабого электромагнитного излучения миллиметрового диапазона и биологически активных соединений на состояние хроматина и ядер клеток буккального эпителия человека

Таким образом, несмотря на разнонаправленность действия исследуемых веществ, полученные результаты указывают на «протекторный эффект» кофеина по отношению, как к мутагенному, так и токсическому действиям ДНК-интеркаляторов. Как уже упоминалось ранее, концентрационно-зависимый протекторный эффект кофеина в различных клеточных [266] и бактериальных [200, 280] системах в присутствии токсичных ароматических соединений известен в литературе достаточно давно. Важно подчеркнуть, что в системах Препарат-CAF типичный протекторный эффект проявляется при концентрациях CAF на 2-3 порядка больших, чем концентрации действующего вещества, что хорошо согласуется с соотношением концентраций CAF/Препарат, представленным на рис. 5.13. Полученные результаты также показывают, что одни и те же концентрации кофеина защищают как от мутагенного эффекта EB, так и от токсического эффекта PF. Согласно теории интерцепторно-протекторного действия [114, 116] протекторный эффект CAF в отношении PF должен проявляться в большей степени, чем в системе EB-CAF вследствие более высокой константы гетероассоциации PF-CAF (Kh=160 моль-1) по сравнению с EB-CAF (Kh=62 моль-1) [116]. Полноценная проверка этой гипотезы в рамках настоящей работы не представляется возможной, так же как и определение численного значения фактора AD, как было сделано в предыдущем подразделе 5.4. Вместе с тем предварительные данные указывают на то, что в исследуемых системах при коротковременной экспозиции препаратов, кофеина и бактерий происходит однонаправленное ингибирование биолюминесценции под действием интеркаляторов, оказывающее наибольшее влияние именно на систему с PF, в то время как в системе EB-CAF эффект ингибирования выражен намного слабее, что косвенно согласуется с предсказанием теории интерцепторно-протекторного действия.

В целом, обнаруженный в данном исследовании концентрационно-зависимый протекторный эффект действия CAF на биолюминесценцию культуры светящихся бактерий P. leiognathi Sh1, содержащую типичные мутагенные препараты PF и EB, заключающийся в восстановлении биолюминесцентного сигнала при введении CAF, соответствует результатам, полученным выше на непролиферирующих клетках буккального эпителия человека. Следовательно, наблюдаемый на двух клеточных линиях с помощью различных методик эффект комбинированного воздействия БАС подтверждает выдвинутое ранее предположение, что в основе наблюдаемого эффекта лежит нековалентное комплексообразование (гетероассоциация) препарата с молекулами-интерцепторами.

В настоящей главе было рассмотрено комбинированное действие ДНК-интеркаляторов (DOX, EB и PF) с молекулами-интерцепторами: фуллереном С60 и CAF. При исследовании комбинированного действия БАС на клетки буккального эпителия человека было обнаружено концентрационно-зависимое восстановление функциональной активности клеточного ядра, подвергнутого воздействию исследуемых ароматических препаратов, при введении чистого C60 фуллерена или CAF. Более того, наблюдаемый эффект характеризовался хорошей корреляцией между двумя исследуемыми параметрами: числом гранул гетерохроматина и электроотрицательностью ядер, и был качественно подобным для всех доноров

Экспериментальные зависимости количества гранул гетерохроматина от концентрации C60 фуллерена в присутствии ДНК-интеркалятора для всех доноров удалось достаточно хорошо описать в рамках теории интерцепторно-протекторного действия [114, 116] в предположении доминирования в наблюдаемых биологических эффектах так называемого интерцепторного механизма, т.е. нековалентного комплексообразования (гетероассоциации) препарата с C60 фуллереном. Независимая проверка возможности применения теории интерцепторно-протекторного действия к результатам, полученным на клетках буккального эпителия человека, была также проведена на примере наиболее хорошо изученной в рамках теории интерцепторно-протекторного действия системы Препарат-CAF.

При воздействии исследуемыми ДНК-интеркаляторами (PF и EB) на культуру светящихся бактерий P. leiognathi Sh1 был обнаружен концентрационно-зависимый протекторный эффект действия CAF на биолюминесценцию, заключающийся в восстановлении биолюминесцентного сигнала при введении CAF и соответствующий результатам, полученным на непролиферирующих клетках буккального эпителия человека.

В целом, полученные результаты указывают на существование единого молекулярного процесса – гетероассоциации, посредством которой осуществляется регуляция наблюдаемого in vitro изменения биологического эффекта ароматических препаратов при введении в биосистему молекул-интерцепторов на примере непролиферирующей клеточной линии буккального эпителия человека и биолюминесцентной культуры светящихся бактерий. Данные приведенных исследований также дают основание утверждать, что биолюминесценция нативных светящихся бактерий, а также изучение электрокинетических свойств ядер и состояния хроматина, представленное на клетках буккального эпителия человека, являются достаточно хорошими показателями биологического эффекта ароматических БАС и их комбинаций.

Похожие диссертации на Комбинированное действие слабого микроволнового излучения и ДНК-связывающихся препаратов на клетки буккального эпителия человека